Nizkotemperaturna tehnologija sintranja aluminijevega oksida

Trenutno lahko tehnologijo sintranja pri nizki temperaturi različne aluminijeve keramike povzamemo v treh vidikih: predelava surovin, oblikovanje formule in postopek sintranja. Povzeto je naslednje.

1. Z zmanjšanjem velikosti delcev aluminijevega prahu in povečanjem aktivnosti prahu lahko zmanjšamo temperaturo sintranja porcelanskega telesa.

Prah ima večjo površinsko prosto energijo. Površinska energija prahu je notranja gonilna sila sintranja. Zato so fini delci prahu Al2O3 bolj fini, večja je stopnja aktivacije, lažje je sintranje prahu in nižja je temperatura sintranja je. Pri nizkotemperaturni tehnologiji sintranja aluminijevega oksida je eno pomembnih sredstev za uporabo visokoaktivnega aluminijevega prahu kot surovine, zato tehnologija priprave prahu postane osnovni člen v tehnologiji sintranja keramike pri nizkih temperaturah.

Trenutno so metode priprave ultrafino aktiviranega zlahka sintranega aluminijevega prahu razdeljene v dve kategoriji, ena je mehanska metoda, druga pa kemična metoda.

Mehanska metoda

Delci Al2O3 so rafinirani z mehansko zunanjo silo. Tehnologija drobljenja, ki se pogosto uporablja, vključuje mletje kroglic, mletje z vibracijami, mletje peska, mletje zračnega toka itd. Čeprav je učinkovito povečati specifično površino prahu z mehanskim drobljenjem, je običajno mogoče le zmanjšati povprečne delce velikost prahu do približno 1 m ali nekoliko drobnejša. Poleg tega ima širok razpon porazdelitve velikosti delcev in je enostavno vnašati nečistoče.

Kemična metoda

V zadnjih letih se je hitro razvila proizvodnja ultrafinega in zelo čistega prahu Al2O3 po mokri kemijski metodi, med katerimi je metoda sol-gel bolj zrela. Zaradi visoke stabilnosti sol je lahko vrsta kovinskih ionov enakomerno in stabilno porazdeli v koloidu, z nadaljnjo dehidracijo, da se tvori enakomeren gel (amorfno telo), nato pa po ustrezni obdelavi lahko dobimo izjemno visoko aktivnost ultrafinega prahu, pomešanega oksida ali enotne trdne raztopine.

2. Zmanjšajte temperaturo sintranja telesa iz porcelana z zasnovo in dopiranjem formule iz porcelanskega materiala

Temperatura sintranja aluminijevega oksida je v glavnem odvisna od vsebnosti glinice v njeni kemični sestavi. Višja kot je vsebnost aluminijevega oksida, višja bo temperatura sintranja porcelanskih materialov. Poleg tega je povezan tudi s sistemom sestave porcelanskih materialov, razmerjem sestave in dodanimi vrstami. Zato lahko predpostavimo, da lahko keramično telo izpolnjuje namen in tehnične zahteve izdelka, izberemo razumno keramičnega materiala z zasnovo formule in dodajte ustrezne dodatke za lažje žganje, da čim bolj zmanjšate temperaturo sintranja aluminijevega oksida.

Trenutno lahko aditive, dodane v zasnovi formulacije, razdelimo v dve kategoriji glede na njihov različen mehanizem pospeševanja sintranja aluminijevega oksida, in sicer aditive, ki tvorijo novo fazo ali trdno raztopino, in dodatke, ki tvorijo tekočo fazo.

Prva kategorija: dodatki, ki tvorijo novo fazo ali trdna raztopina z aluminijevim oksidom

Takšni dodatki so oksidi blizu konstant rešetk glinice, kot so TiO2, Cr2O3, fe2O3, MnO2 itd. Ta vrsta dodatka spodbuja sintranje aluminijevega porcelana z določeno pravilnostjo:

A. Aditivi, ki lahko tvorijo končno trdno raztopino z aluminijevim oksidom, imajo večji hladilni učinek kot tisti, ki tvorijo neprekinjeno trdno raztopino;

B. Aditivi s spremenljivo valenčnim ionom imajo večji učinek kot aditivi s konstantno valenco;

C. Kationski dodatki z visoko ceno električne energije imajo večji hladilni učinek.

Upoštevati je treba, da ker se ta vrsta dodatka sintra v odsotnosti tekoče faze (prekristalizacijsko sintranje), je pore v kristalu težko zapolniti, zrakotesnost je slaba in električne lastnosti bolj upadajo, kar je treba upoštevati. pri oblikovanju formulacije.

Druga vrsta: dodatek, ki tvori tekočo fazo pri žganju

Kemične sestavine tovrstnih dodatkov so v glavnem SiO2, CaO, MgO, SrO, BaO itd. V procesu žganja lahko tvorijo binarne, trojne ali več evtektičnih snovi z drugimi komponentami. Temperatura sintranja aluminijeve keramike Ko se pojavi znatna količina (približno 12%) tekoče faze, imajo trdni delci določeno topnost v tekoči fazi in trdne delce lahko tekoča faza navlaži, spodbujanje sintranje je prav tako pomembnejše. Mehanizem delovanja je v sili močenja in površinski napetosti tekoče faze na površini trdne faze, zaradi česar se trdni delci približajo in napolnijo pore.

Poleg tega je zaradi visoke površinske aktivnosti finih in okvarjenih kristalov v procesu sintranja topnost v tekoči fazi veliko večja kot v velikih kristalih. Na ta način v procesu sintranja majhni in srednji kristali Da bi preprečili prekomerno rast zrn zaradi prekristalizacije in vplivali na mehanske lastnosti keramike, je treba izbrati nekatere dodatke, ki pri oblikovanju formule ne vplivajo ali celo zavirajo rast zrn, kot MgO, CuO in NiO.

3. Sprejmite poseben postopek sintranja za zmanjšanje temperature sintranja telesa iz porcelana

V procesu vročega stiskanja sintranja, ko se zeleno telo hkrati segreva in izvaja pritisk, sintranje ne zaključimo samo z difuzijo in prenosom mase. V tem času igra pretok plastike pomembno vlogo. Temperatura sintranja zelenega telesa bo precej nižja od atmosferskega sintranja, zato je vroče stiskanje sintranje ena pomembnih tehnologij za zmanjšanje temperature sintranja keramike Al2O3.

Trenutno obstajata dve vrsti metod vročega stiskanja: sintranje pod pritiskom in visokotemperaturno izostatično stiskanje (HIP). Metoda HIP lahko povzroči, da je telo podvrženo izotropnemu tlaku, mikrostruktura keramike pa je bolj enotna kot metoda sintranja pod pritiskom.

V primeru aluminijevega porcelana, če je treba običajno sintranje pod normalnim tlakom sežgati na visoko temperaturo nad 1800 ℃, je zgoščevanje vročega tlaka pri 20MPa pri nizki temperaturi okrog 1000 ℃ zgoščeno. temperaturo sintranja aluminijeve keramike, zavirajo pa tudi rast zrn in dobijo gosto aluminijevo keramiko z visoko trdno mikrokristalno, še posebej primerno za sintranje prosojne aluminijeve keramike in korundove keramike. Poleg tega je postopek sintranja aluminijevega oksida povezan s hitrostjo difuzije anionov, redukcijska atmosfera pa pripomore k povečanju prostega dela anionov, kar lahko spodbudi postopek sintranja.

V dejanskem proizvodnem procesu se za doseganje najboljših celovitih ekonomskih koristi pogosto uporabljajo zgoraj omenjene tehnike nizkega žganja v medsebojnem sodelovanju, med katerimi ima metoda dodajanja dodatkov za žganje značilnosti nizkih stroškov in dobrega učinka. ter enostaven in praktičen postopek v primerjavi z drugimi metodami. Široko se uporablja pri proizvodnji aluminijastega porcelana, aluminijevega porcelana in korundovega porcelana.

Poleg tega je mogoče z vidika materialov s pomočjo tehnologije spreminjanja dopinga močno izboljšati mehanske in električne lastnosti aluminijevega oksida, keramično ohišje z nizko vsebnostjo aluminijevega oksida pa lahko nadomesti keramično ohišje z visoko vsebnostjo aluminijevega oksida, kar je tudi učinkovita tehnična sredstva, ki jih podjetja pogosto uporabljajo za zmanjšanje temperature sintranja aluminijevih oksidnih izdelkov.